本发明涉及前轮定位参数计算，尤其涉及一种计算商用车前轮定位参数变化量的方法、装置及存储介质。
背景技术：
1、随着商用车行业的快速发展，车辆的舒适性、操纵稳定性等问题备受关注。前轮定位参数在保持车辆直线行驶、转向轻便、减少轮胎偏磨以及降低燃油消耗方面有着很大影响，前轮定位参数随载荷变化量与系统刚度正相关，直接影响前悬整体性能，因此，确定定位参数随载荷的变化情况，对于定位参数的合理设计以及互相匹配有着重要的指导意义。目前对于商用车前轮定位参数的获取多依赖于仪器测量，如四轮定位仪，其缺点包括：1、对测量场地平整度要求较为苛刻；2、定位参数变化量的测量步骤较为繁琐，需不断确定在不同载重下前轮的对应轴荷，需要进行多次装载及重复称重，严重影响工作效率。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种计算商用车前轮定位参数变化量的方法、装置及存储介质。
2、第一方面，本发明提供一种计算商用车前轮定位参数变化量的方法，包括：
3、在制图软件中在整车坐标系下建立前桥总成几何模型；
4、将前桥总成几何模型导入有限元处理软件中，基于前桥总成几何模型建立前桥总成有限元模型；
5、初始化前桥总成有限元模型的前轮定位参数，前轮定位参数包括前束值和左右外倾角，前束值为h＝(a-b)/2r，其中，a＝a0,a1……表示左右轮胎后部最远端之间的距离；b＝b0,b1……表示左右轮胎前部最远端之间的距离；r表示轮胎半径，外倾角为轮胎上下最远端连线与垂线夹角；
6、前桥总成有限元模型的各零部件之间建立对应的连接关系；
7、根据实际装车状态调整前桥总成有限元模型的空间姿态；
8、将前桥总成有限元分析模型导入后处理软件中，设置包含载荷限制的边界条件，其中根据实际载荷需要设定载荷限制的增量步，提交计算进行求解；
9、提取左右轮胎两侧前后最远端位置，来计算前轮的前束值及前束值变化量；提取轮胎中心及轮胎接地点两个点来计算前轮左右外倾角及左右外倾角变化量。
10、更进一步的，前桥总成几何模型包括：前梁，所述前梁上设置前梁左侧板簧面和前梁右侧板簧面；所述前梁的左右两端分别转动连接左转向节和右转向节，所述左转向节连接左横拉杆臂，所述右转向节连接右横拉杆臂，所述左横拉杆臂和右横拉杆臂分别通过球铰和横拉杆连接，所述左转向节或右转向节分别设置连接左右转向节臂的螺栓孔。
11、更进一步的，前桥总成有限元模型在所述左转向节的左轴承内接触面和左轴承外接触面之间耦合简化轮胎左前梁单元和简化轮胎左后梁单元，在所述右转向节的右轴承内接触面和右轴承外接触面之间耦合简化轮胎右前梁单元和简化轮胎右后梁单元。
12、更进一步的，简化轮胎左前梁单元、简化轮胎左后梁单元、简化轮胎右前梁单元和简化轮胎右后梁单元的长度为轮胎半径r、直径为设定值。
13、更进一步的，在前桥总成有限元模型的各零部件之间建立对应的连接关系包括：将左转向节内部靠近左轮胎中心的3-5个节点，及简化轮胎左前梁单元和简化轮胎左后梁单元的内端节点耦合到左轮胎中心点o；将右转向节内部靠近右轮胎中心的3-5个节点，及简化轮胎右前梁单元和简化轮胎右后梁单元的内端节点耦合到右轮胎中心点o′；将左转向节与第一左转向节臂螺孔和第二左转向节臂螺孔内所有节点通过刚性单元耦合到转向直拉杆末端球销处g点，将左转向节与前梁通过旋转副连接，旋转副的旋转轴为主销轴线aa；将左横拉杆臂与左转向节通过螺栓连接；将左横拉杆臂与横拉杆通过球铰连接；将前梁左侧板簧面内所有节点通过刚性单元耦合到第一汇合点c，将前梁右侧板簧面内所有节点通过刚性单元耦合到第二汇合点d，第一汇合点c和第二汇合点d的距离d为前桥的板簧距，第一汇合点c和第二汇合点d到板簧面的距离设为20mm；左转向节的左轴承内接触面和左轴承外接触面的所有节点通过刚性单元耦合到左轮胎接地点e处，右转向节的右轴承内接触面和右轴承外接触面内的所有节点通过刚性单元耦合到右轮胎接地点f处。
14、更进一步的，设置的边界条件包括：
15、约束左轮胎接地点e的1、2、3、5方向自由度，约束右轮胎接地点f的1、3、5方向自由度,约束转向直拉杆末端球销处g点的1方向自由度；在第一汇合点c和第二汇合点d处施加垂直往下且相等的用于仿真载荷限制的作用力f＝f0,f1……，其中根据实际载荷需要设定作用力f的对应增量步。
16、更进一步的，所述根据实际装车状态调整前桥总成有限元模型的空间姿态包括：装车状态下前桥存在初始后倾角，根据初始后倾角调整前桥总成有限元模型空间位置，将前桥总成绕整车坐标系y轴正向旋转初始后倾角，模拟轮胎的简化轮胎左前梁单元和简化轮胎左后梁单元绕转向节轴线bb按轮胎上次旋转的反方向旋转初始后倾角，模拟轮胎的简化轮胎右前梁单元和简化轮胎右后梁单元绕转向节轴线bb′按轮胎上次旋转的反方向旋转初始后倾角。
17、更进一步的，在后处理软件中测量施加载荷后的左右轮胎前部最远端之间的距离bx，左右轮胎后部最远端之间的距离ax，对应载荷下的前束值：hx＝(ax-bx)/2r，前束变化量为(hx-hx-1)/fx；测量左轮胎中心处点o、e两点沿y方向的距离ex，则对应载荷下的外倾角αx＝arcsin(ex/r)，外倾角变化量为(αx-αx-1)/fx。
18、第二方面，本发明提供一种计算商用车前轮定位参数变化量的仿真装置，包括：至少一处理单元，所述处理单元通过总线单元连接存储单元，所述存储单元存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理单元执行时，实现如所述的计算商用车前轮定位参数变化量的方法。
19、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的计算商用车前轮定位参数变化量的方法。
20、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
21、本发明基于前桥总成几何模型建立前桥总成有限元模型，基于前桥总成有限元分析模型，设置连接关系、空间姿态和包含载荷限制的边界条件，进行求解，其中根据实际载荷需要设定载荷限制的增量步；提取左右轮胎两侧前后最远端位置，来计算前轮的前束值及前束值变化量；提取轮胎中心及轮胎接地点两个点来计算前轮左右外倾角及左右外倾角变化量。通过仿真实现，不受外界环境、设备仪器限制，可快速测量定位参数，可快速计算多种载荷下定位参数的变化情况，提高处理效率。
22、本申请前桥总成有限元分析模型中，在所述左转向节的左轴承内接触面和左轴承外接触面之间耦合简化轮胎左前梁单元和简化轮胎左后梁单元，在所述右转向节的右轴承内接触面和右轴承外接触面之间耦合简化轮胎右前梁单元和简化轮胎右后梁单元来仿真轮胎，建模更加方便快捷。
1.一种计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，前桥总成几何模型包括：前梁(3)，所述前梁(3)上设置前梁左侧板簧面(31)和前梁右侧板簧面(32)；所述前梁(3)的左右两端分别转动连接左转向节(1)和右转向节(6)，所述左转向节(1)连接左横拉杆臂(2)，所述右转向节(6)连接右横拉杆臂(4)，所述左横拉杆臂(2)和右横拉杆臂(4)分别通过球铰和横拉杆(5)连接，所述左转向节(1)或右转向节(6)分别设置连接左右转向节臂的螺栓孔。
3.根据权利要求2所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，前桥总成有限元模型在所述左转向节(1)的左轴承内接触面(11)和左轴承外接触面(12)之间耦合简化轮胎左前梁单元(7)和简化轮胎左后梁单元(8)，在所述右转向节(6)的右轴承内接触面(61)和右轴承外接触面(62)之间耦合简化轮胎右前梁单元(9)和简化轮胎右后梁单元(10)。
4.根据权利要求3所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，简化轮胎左前梁单元(7)、简化轮胎左后梁单元(8)、简化轮胎右前梁单元(9)和简化轮胎右后梁单元(10)的长度为轮胎半径r、直径为设定值。
5.根据权利要求1所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，在前桥总成有限元模型的各零部件之间建立对应的连接关系包括：将左转向节(1)内部靠近左轮胎中心的3-5个节点，及简化轮胎左前梁单元(7)和简化轮胎左后梁单元(8)的内端节点耦合到左轮胎中心点o；将右转向节(6)内部靠近右轮胎中心的3-5个节点，及简化轮胎右前梁单元(9)和简化轮胎右后梁单元(10)的内端节点耦合到右轮胎中心点o′；将左转向节(1)与第一左转向节臂螺孔(13)和第二左转向节臂螺孔(14)内所有节点通过刚性单元耦合到转向直拉杆末端球销处g点，将左转向节(1)与前梁(3)通过旋转副连接，旋转副的旋转轴为主销轴线aa；将左横拉杆臂(2)与左转向节(1)通过螺栓连接；将左横拉杆臂(2)与横拉杆(5)通过球铰连接；将前梁左侧板簧面(31)内所有节点通过刚性单元耦合到第一汇合点c，将前梁右侧板簧面(32)内所有节点通过刚性单元耦合到第二汇合点d，第一汇合点c和第二汇合点d的距离d为前桥的板簧距，第一汇合点c和第二汇合点d到板簧面的距离设为20mm；左转向节(1)的左轴承内接触面(1)和左轴承外接触面(12)的所有节点通过刚性单元耦合到左轮胎接地点e处，右转向节(6)的右轴承内接触面(61)和右轴承外接触面(62)内的所有节点通过刚性单元耦合到右轮胎接地点f处。
6.根据权利要求1所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，设置的边界条件包括：
7.根据权利要求1所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，所述根据实际装车状态调整前桥总成有限元模型的空间姿态包括：装车状态下前桥存在初始后倾角，根据初始后倾角调整前桥总成有限元模型空间位置，将前桥总成绕整车坐标系y轴正向旋转初始后倾角，模拟轮胎的简化轮胎左前梁单元(7)和简化轮胎左后梁单元(8)绕转向节轴线bb按轮胎上次旋转的反方向旋转初始后倾角，模拟轮胎的简化轮胎右前梁单元(9)和简化轮胎右后梁单元(10)绕转向节轴线bb′按轮胎上次旋转的反方向旋转初始后倾角。
8.根据权利要求1所述计算商用车前轮定位参数变化量的方法，其特征在于，测量施加载荷后的左右轮胎前部最远端之间的距离bx，左右轮胎后部最远端之间的距离ax，对应载荷下的前束值：
9.一种计算商用车前轮定位参数变化量的仿真装置，其特征在于，包括：至少一处理单元，所述处理单元通过总线单元连接存储单元，所述存储单元存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理单元执行时，实现如权利要求1-8任一所述的计算商用车前轮定位参数变化量的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的计算商用车前轮定位参数变化量的方法。
